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铸造厂为什么用氨

发布时间:2022-09-17 14:03:23

① 为什么工业生产要用氮气和氢气合成氨气,为什么不用硵砂和石灰

首先氮气和氢气成本比较低,因为空气中就含有氮气和氢气,只需要通过采用将空气液化然后再升温就能分离出氮气和氢气。
第二使用硵砂和石灰成本过高,并且生成的物质需要再进一步分离,并且还会产生氯化钙,化学方程式:CaO+2NH4Cl=加热=CaCl2+H2O+2NH3↑后期处理氯化钙也需要一定的费用。
所以一般使用氮气和氢气合成氨气。

工业制备流程
工业制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。氮气主要来源于空气;氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气(纯氢也来源于水的电解)。由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物,它们对于合成氨的催化剂是有毒物质,在氨合成前要经过净化处理。

反应化学方程式
N2(g)+3H2(g)=高温高压催化剂=2NH3(g)(可逆反应)

② 液氨是如何生产出来的主要作用是什么

液氨,又称为无水氨,是一种无色液体.氨作为一种重要的化工原料,应用广泛,为运输及储存便利,通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨.
液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料,还可用作医药和农药的原料. 液氨在国防工业中,用于制造火箭、导弹的推进剂.可用作有机化工产品的氨化原料,还可用作冷冻剂.液氨还可用于纺织品的丝光整理.NH3分子中的孤电子对倾向于和别的分子或离子形成配位键,生成各种形式的氨合物.如[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、BF3·NH3等都是以NH3为配位的配合物. 液氨是一个很好的溶剂,由于分子的极性和存在氢键,液氨在许多物理性质方面同水非常相似.一些活泼的金属可以从水中置换氢和生成氢氧化物,在液氨中就不那么容易置换氢.但液氨能够溶解金属生成一种蓝色溶液.这种金属液氨溶液能够导电,并缓慢分解放出氢气,有强还原性.例如钠的液氨溶液: 金属液氨溶液显蓝色,能导电并有强还原性的原因是因为在溶液中生成“氨合电子”的缘故.例如金属钠溶解在液氨中时失去它的价电子生成正电子:
液氨加热至800~850℃,在镍基催化剂作用下,将氨进行分解,可以得到含75%H2、25%N2的氢氮混合气体.用此法制得的气体是一种良好的保护气体,可以广泛地应用于半导体工业、冶金工业,以及需要保护气氛的其他工业和科学研究中.

③ 水泥厂为什么用氨水

水泥厂用氨水的作用是脱硝固氮。
原理为:水泥厂产生的有毒气体NO2溶于水后,通氧并且充分反应后生成了硝酸HNO3,然后用氨水来中和硝酸,就生成了硝酸铵,这是重要的氮肥。所以不仅消除了有毒气体,还得到了化肥。

氨水又称阿摩尼亚水,主要成分为NH3·H2O,是氨气的水溶液,无色透明且具有刺激性气味。熔点-77℃,沸点36℃,密度0.91g/cm^3。易溶于水、乙醇。易挥发,具有部分碱的通性,由氨气通入水中制得。有毒,对眼、鼻、皮肤有刺激性和腐蚀性,能使人窒息,空气中最高容许浓度30mg/m^3。主要用作化肥。

④ 铸造厂废气如何处理

铸造业属于高能耗、污染严重的行业,主要污染源是在翻砂扬尘、熔炼燃烧、铸件浇注、涂料喷涂等过程中所产生的各类粉尘和废气。这类废气问题不能仅依靠设备,同时还需要使用药剂除臭剂相互结合使用效果才能达到更佳的效果。目前针对铸造厂车间的废气问题,大都以有组织收集处理为主,通过喷淋塔将室内的废气和烟粉统一净化处理,因此在这里建议在处理前废气先通过双层的过滤板,利用自身的纤维过滤原理将废气中的粉尘杂质过滤一遍,在进入到喷淋塔内,通过塔内的喷淋系统将剩残留的粉尘和有害气体拦截在循环水内,从而净化消除臭气。而为什么说要加入除臭剂药剂更好,那是因为当喷淋塔循环水在处理一段时间后,粉尘和杂质的沉淀会导致废水发臭,从而产生二次臭气污染源,因此铸造车间除臭剂就需要倒入在此环节,来去除废水中的氨气、苯类等气体。

⑤ 屠宰场为什么要用液氨

氨是冷库冷冻机的制冷剂,类似冰箱的氟里昂。

⑥ 狄塞尔为什么会想到用氨气来作为工质

这同他在巴黎期间的实际工作有着密切的关系。由于他是制冰厂的工程师,非常了解氨气的性质和用途。在制冰生产过程中,离不开氨。氨是一种制冷剂,它在制冷机中能够把热量从低温处传送到高温处。正因为氨气具有促使热量转移的性能,所以狄塞尔就想利用它来代替蒸汽。他想把氨气作为热力发动机中的媒介物质,促使热能转化为机械能,成为动力做功。

⑦ 氨的主要用途和工业制法

合成氨
氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。
德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法,即“循环法”,这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下:
N2+3H2≈2NH3
合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。

1.合成氨的工艺流程
(1)原料气制备 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
(2)净化 对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
① 一氧化碳变换过程
在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下:
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。
② 脱硫脱碳过程
各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同,可分为两大类。一类是物理吸收法,如低温甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法,如热钾碱法,低热耗本菲尔法,活化MDEA法,MEA法等。 4
③ 气体精制过程
经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害,规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此,原料气在进入合成工序前,必须进行原料气的最终净化,即精制过程。
目前在工业生产中,最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法,是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO,而且也能脱除甲烷和大部分氩,这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气,深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺,要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下:
CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
(3)氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序,是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行,由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10%~20%,故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下:
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol

2.合成氨的催化机理

热力学计算表明,低温、高压对合成氨反应是有利的,但无催化剂时,反应的活化能很高,反应几乎不发生。当采用铁催化剂时,由于改变了反应历程,降低了反应的活化能,使反应以显著的速率进行。目前认为,合成氨反应的一种可能机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。上述反应途径可简单地表示为:

xFe + N2→FexN

FexN +〔H〕吸→FexNH

FexNH +〔H〕吸→FexNH2

FexNH2 +〔H〕吸FexNH3xFe+NH3

在无催化剂时,氨的合成反应的活化能很高,大约335 kJ/mol。加入铁催化剂后,反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol~167 kJ/mol,第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。由于反应途径的改变(生成不稳定的中间化合物),降低了反应的活化能,因而反应速率加快了。

3.催化剂的中毒

催化剂的催化能力一般称为催化活性。有人认为:由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变,一旦制成一批催化剂之后,便可以永远使用下去。实际上许多催化剂在使用过程中,其活性从小到大,逐渐达到正常水平,这就是催化剂的成熟期。接着,催化剂活性在一段时间里保持稳定,然后再下降,一直到衰老而不能再使用。活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命,其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。

催化剂在稳定活性期间,往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏,这种现象称为催化剂的中毒。一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。中毒分为暂时性中毒和永久性中毒两种。例如,对于合成氨反应中的铁催化剂,O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时,催化剂的活性又能恢复,因此这种中毒是暂时性中毒。相反,含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。催化剂中毒后,往往完全失去活性,这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理,活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒,要把反应物原料加以净化,以除去毒物,这样就要增加设备,提高成本。因此,研制具有较强抗毒能力的新型催化剂,是一个重要的课题。

主要用途:主要为制造尿素、磷铵、三聚氰胺、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、硝酸、丙烯腈等无机和有机化工产品以及冷冻、塑料、冶金、医药、国防等工业的原料。

⑧ 氨的物理与化学性质有哪些

主要化学性质
1、NH₃(挥发性)遇HCl(挥发性)气体有白烟产生,可与氯气反应。
2、氨水(一水合氨,NH3·H2O)可腐蚀许多金属,一般若用铁桶装氨水,铁桶应内涂沥青。
3、氨的催化氧化是放热反应,产物是NO,是工业制硝酸的重要反应,NH₃也可以被氧化成N₂。
4、NH₃能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

电离方程式
在水中产生少量氢氧根离子,呈弱碱性.
⒌氨与酸反应生成铵盐:NH₃+HCI=NH₄CI
氨在英文中有时会被称作anhydrous ammonia(译为无水氨),以和在英文中与它名称类似的氨水区别。中文中很少有人会把氨气和氨水混为一谈。
氨气溶于水得到氨水,氨水的主要成分是一水合氨,但是不能认为一水合氨就是氨水。而且氨水成碱性的原因就是一水合氨在水中电离出氢氧根离子。市售氨水浓度为25%-28%。
NH₃· H₂O ⇌ NH₄++OH-其性质和氨气完全不一样。实验室的稀氨水一的浓度一般为1M至2M。氨的饱和水溶液(大约18M)的密度是0.880g cm,故可称之为.880 Ammonia。
3氨的物理性质
(1)有刺激性气味的气体
氨对人体的眼、鼻、喉等有刺激作用,吸入大量氨气能造成短时间鼻塞,并造成窒息感,眼部接触以造成流泪,接触时应小心。如果不慎接触过多的氨而出现病症,要及时吸入新鲜空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛。
(2)密度小
氨气的密度为0.771g/L(标准状况下)
(3)沸点较高
氨很容易液化,在常压下冷却至-33.5℃或在常温下加压至700KPa至800KPa,气态氨就液化成无色液体,同时放出大量的热。液态氨汽化时要吸收大量的热,使周围物质的温度急剧下降,所以氨常作为制冷剂。以前一些老式冰棍就是利用氨气制作的
(4)易溶于水
氨极易溶于水,在常温、常压下,1体积水能溶解约700体积的氨。

⑨ 钢厂炼钢为什么要用液氨

液氨,又称为无水氨,是一种无色液体,有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料,为运输及储存便利,通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨易溶于水,溶于水后形成铵根离子NH4+、氢氧根离子OH-,溶液呈碱性。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中,且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。

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